Journal of the Korea Society of Computer and Information (한국컴퓨터정보학회논문지)

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Performance Analysis of RS codes for Low Power Wireless Sensor Networks

저전력 무선 센서 네트워크를 위한 RS 코드의 성능 분석

  • 정경권 (동국대학교 밀리미터파 신기술연구센터) ;
  • 최우승 (경원대학교 교양대학)
  • Received : 2009.12.09
  • Accepted : 2010.03.30
  • Published : 2010.04.30
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Abstract

In wireless sensor networks, the data transmitted from the sensor nodes are susceptible to corruption by errors which caused of noisy channels and other factors. In view of the severe energy constraint in Sensor Networks, it is important to use the error control scheme of the energy efficiently. In this paper, we presented RS (Reed-Solomon) codes in terms of their BER performance and power consumption. RS codes work by adding extra redundancy to the data. The encoded data can be stored or transmitted. It could have errors introduced, when the encoded data is recovered. The added redundancy allows a decoder to detect which parts of the received data is corrupted, and corrects them. The number of errors which are able to be corrected by RS code can determine by added redundancy. The results of experiment validate the performance of proposed method to provide high degree of reliability in low-power communication. We could predict the lifetime of RS codes which transmitted at 32 byte a 1 minutes. RS(15, 13), RS(31, 27), RS(63, 57), RS(127,115), and RS(255,239) can keep the days of 173.7, 169.1, 163.9, 150.7, and 149.7 respectively. The evaluation based on packet reception ratio (PRR) indicates that the RS(255,239) extends a sensor node's communication range by up about 3 miters.

무선센서네트워크에서는센서노드로부터전송된데이터는채널의노이즈등의요인으로 오류가 일어나기 쉽다. 센서 네트워크는 엄격한 에너지 제안이 있기 때문에 에너지가 효율적인 오류 정정 방법을 사용하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 낮은 전송 전력으로 전송한 데이터를 RS 코드를 적용하는 방식을 제안하고, 시뮬레이션과 실험을 수행한다. RS 코드는 데이터에 추가한 리던던시로 동작한다. 인코드 데이터는 저장되거나 전송될 수 있다. 오류가 발생했을 때 인코드된 데이터는 복원된다. 추가된 리던던시는 디코더에서 수신된 데이터에서 오류가 있는 부분을 감지하고 정정하는 데에 사용된다. RS 코드가 정정할 수 있는 오류의 수는 추가되는 리던던시에 의해 결정된다. 실험 결과 저전력 통신에서의 높은 안정성을 확인하였다. 1분마다 32바이트를 전송할 경우 RS(15,13)은 173.7일, RS(31,27)은 169.1일, RS(63,57)은 163.9일, RS(127,115)는 150.7일, RS(255,239)는 149.7일의 수명을 예측할 수 있었다. 패킷 수신 확률(PRR) 실험에 RS(255,239)를 적용하여 약 3m 전송거리가 증가함을 확인하였다.

Keywords

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